ATPS 2014_2_Eng_Algoritmos_Programacao

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ATIVIDADES PRÁTICAS 
SUPERVISIONADAS 
 
Engenharia Mecânica 
1ª Série 
Algoritmos e Programação 
 
A atividade prática supervisionada (ATPS) é um procedimento metodológico de 
ensino-aprendizagem desenvolvido por meio de um conjunto de etapas 
programadas e supervisionadas e que tem por objetivos: 
� Favorecer a aprendizagem. 
� Estimular a corresponsabilidade do aluno pelo aprendizado eficiente e 
eficaz. 
� Promover o estudo, a convivência e o trabalho em grupo. 
� Desenvolver os estudos independentes, sistemáticos e o autoaprendizado. 
� Oferecer diferentes ambientes de aprendizagem. 
� Auxiliar no desenvolvimento das competências requeridas pelas Diretrizes 
Curriculares Nacionais dos Cursos de Graduação. 
� Promover a aplicação da teoria e conceitos para a solução de problemas 
práticos relativos à profissão. 
� Direcionar o estudante para a busca do raciocínio crítico e a emancipação 
intelectual. 
 Para atingir estes objetivos a ATPS propõe um desafio e indica os passos a 
serem percorridos ao longo do semestre para a sua solução. 
 A sua participação nesta proposta é essencial para que adquira as 
competências e habilidades requeridas na sua atuação profissional. 
 Aproveite esta oportunidade de estudar e aprender com desafios da vida 
profissional. 
AUTORIA: 
Paulo César Barreto da Silva 
Faculdade Anhanguera de Santa Barbara 
Thiago Salhab Alves 
Faculdade Anhanguera de Santa Barbara 
 
 
 
 
Engenharia Mecânica - 1ª Série - Algoritmos e Programação 
 
Paulo César Barreto da Silva, Thiago Salhab Alves 
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COMPETÊNCIAS E HABILIDADES 
Ao concluir as etapas propostas neste desafio, você terá desenvolvido as competências 
e habilidades descritas a seguir. 
� Conceber, projetar e analisar sistemas, produtos e processos. 
� Identificar, formular e resolver problemas de Engenharia. 
� Desenvolver e/ou utilizar novas ferramentas e técnicas. 
� Atuar em equipes multidisciplinares. 
Produção Acadêmica 
• Relatório 1 – Conceitos Fundamentais de Programação. 
• Relatório 2 – Programação Estruturada. 
• Relatório 3 – Vetores e Matrizes. Modularização. 
• Relatório 4 – Strings e Tipos Estruturados (Registros). 
Participação 
Esta atividade será, em parte, desenvolvida individualmente pelo aluno e, em parte, 
pelo grupo. Para tanto, os alunos deverão: 
• organizar-se, previamente, em equipes de 2 a 4 participantes; 
• entregar seus nomes, RAs e e-mails ao professor da disciplina e 
• observar, no decorrer das etapas, as indicações: Aluno e Equipe. 
Padronização 
O material escrito solicitado nesta atividade deve ser produzido de acordo com as 
normas da ABNT1, com o seguinte padrão: 
• em papel branco, formato A4; 
• com margens esquerda e superior de 3cm, direita e inferior de 2cm; 
• fonte Times New Roman tamanho 12, cor preta; 
• espaçamento de 1,5 entre linhas; 
• se houver citações com mais de três linhas, devem ser em fonte tamanho 10 com 
um recuo de 4cm da margem esquerda e espaçamento simples entre linhas; 
• com capa, contendo: 
• nome de sua Unidade de Ensino, Curso e Disciplina; 
• nome e RA de cada participante; 
• título da atividade; 
• nome do professor da disciplina; 
• cidade e data da entrega, apresentação ou publicação. 
 
 
1
 Consultar o Manual para Elaboração de Trabalhos Acadêmicos. Unianhanguera. Disponível em: 
<http://www.unianhanguera.edu.br/anhanguera/bibliotecas/normas_bibliograficas/index.html>. 
Engenharia Mecânica - 1ª Série - Algoritmos e Programação 
 
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DESAFIO 
Um dos objetivos do Engenheiro na indústria de papel e celulose é desenvolver 
soluções tecnológicas de software que aperfeiçoem seus processos industriais. 
 Para isso, convidamos você e sua equipe a participarem de um projeto de 
informatização de uma indústria de papel e celulose, cabendo a vocês a responsabilidade 
pelo módulo de otimização de corte de bobinas de papel. Esta solução de software deve 
maximizar a utilização da Bobina Jumbo reduzindo a perda por Refugo Comercial (parte da 
bobina que não é utilizada para comercialização. As perdas na indústria de papel 
representam cerca de 2,5% de seus custos de produção e por isso é maior alvo quando se 
trata de redução de custos no processo de fabricação. 
A maximização do corte das Bobinas Jumbo pode representar a viabilidade de 
produção de um pedido para um cliente. Dependendo do volume de perda gerada pela não 
utilização completa da bobina, um gerente de produção pode optar por descartar esta 
fabricação e atender a outras que permitam uma otimização do corte (maior aproveitamento 
da largura de bobina disponível). 
Para definir quais os pedidos possuem as características adequadas para utilização 
máxima da Bobina Jumbo, as empresas do segmento de papel e celulose adotam tecnologias 
computacionais (softwares) que tem a capacidade de combinar as possibilidades de corte 
baseado nos formatos solicitados nos pedidos. A seguir a definição completa do problema a 
ser resolvido e as informações que devem ser consideradas na decisão. 
Uma empresa da área de papel e celulose produz diariamente 300.000 kg de papel. A 
produção é feita em bobinas de 5.000 kg cada (Bobinas Jumbo, recebem esse nome pelo seu 
tamanho e peso), que são fracionadas em bobinas menores de 250 kg a 1.000 kg (Bobinas 
Filhas2). 
A bobina produzida na forma bruta, com 5.000 kg aproximadamente, possui como 
peso tara3 de 800 kg referentes ao eixo onde o papel está enrolado. A Figura 1 apresenta as 
dimensões desta bobina, denominada na indústria de papel e celulose como Bobina Jumbo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 – Bobina Jumbo 
 
 
 
2
 Bobina Filha - bobinas com dimensões menores extraídas de bobinas jumbo. As Bobinas Filhas possuem dimensões que 
podem ser utilizadas pelo cliente da indústria de papel e celulose, facilitando sua logística de transporte, movimentação e 
consumo. 
3
 Peso Tara - peso de embalagem ou base onde um produto está acondicionado; diferença entre o peso líquido e o peso 
bruto. 
 
 
BOBINA JUMBO 
2.450 mm 
1,60 mm 
5.000 kg 
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Dos 2.450 mm produzidos, apenas 2.400 mm são úteis. Os 50 mm restantes são 
chamados de Refile Técnico, não sendo possível a sua venda. 
 
Dado ao tamanho e ao peso de uma Bobina Jumbo, nenhum cliente compra uma 
Bobina Jumbo devido a seu peso e tamanho. O custo para movimentação e estocagem da 
Bobina Jumbo exige grandes equipamentos e investimentos que não são viáveis aos clientes. 
Por esta razão s clientes compram apenas bobinas que atendam as seguintes restrições: 
• De 100 mm a 1.500 mm de largura. 
• De 400 mm a 700 mm de raio. 
• De 250 kg a 1.000 kg. 
 
 As dimensões de bobinas dos clientes são definidas atendendo ao modelo de negócio 
de seu segmento de atuação. O segmento de atuação identificado nesses clientes é de 
categoria indústria gráfica. 
Bobinas que não atendem as especificações do cliente são descartadas do processo 
sendo classificadas como Refugo Comercial. A Figura 2 apresenta em destaque uma bobina 
cujas medidas não atendem as especificações do cliente e será considerada perda do 
processo. 
No processo da indústria de papel e celulose, uma das maiores perdas decorre das 
bobinas descartadas por não atenderem as especificações de medida do cliente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 – Processo de Otimização do Corte das Bobinas 
Objetivo do Desafio 
Elaborar um software para aprimoraro corte das bobinas, considerando que as larguras 
das bobinas podem variar, bem como a quantidade solicitada pelos clientes. Esta atividade 
requer relatórios que deverão ser entregues à medida que as etapas forem concluídas. 
 
 
BOBINA JUMBO 
 
 
 
 
 
BOBINA 
 FILHA 
 
 Está bobina não atende as 
especificações de venda. 
Refugo Comercial (perda). 
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ETAPA 1 (tempo para realização: 4 horas) 
� Aula-tema: Conceitos Fundamentais de Programação. 
Esta atividade é importante para que você conheça os fundamentos de Programação, 
como Noções de Algoritmo, Pseudo Linguagem, Estrutura de um Programa, Representação 
de Dados e Variáveis e Operadores. 
Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos. 
PASSOS 
Passo 1 (Aluno) 
1. Fazer a leitura individual de: Introdução à Programação de Computadores para Cursos de 
Engenharia e de Automação. Disponível em: 
<https://docs.google.com/a/aedu.com/file/d/0Bx2ZnHfyWt9QTzluaU4yX1JRYTg/pre
view>. Acesso em: 17 set. 2012. Buscar compreender os princípios da Construção de 
Algoritmos. 
2. Fazer a leitura individual de: Algoritmos Computacionais (Programas). Disponível em: 
<https://docs.google.com/a/aedu.com/file/d/0Bx2ZnHfyWt9QMnFjLXd4OHZ3V28/p
review>. Acesso em: 17 set. 2012. Buscar compreender os princípios da Representação de 
Dados e variáveis. 
3. Fazer a leitura individual do capítulo 1: Introdução do livro texto da disciplina de 
Algoritmos e Programação (MIZRAHI, Victorine Viviane. Treinamento em Linguagem C. 1ª 
ed. São Paulo: Pearson, 2007. p. 2 a 26) focando a leitura em Conceitos Fundamentais de 
Programação em Linguagem C. 
Passo 2 (Equipe) 
Fazer a discussão do conteúdo do texto lido, e registrar as informações referentes ao 
conteúdo do texto lido e registrar em um relatório os programas e análises de qualidade e 
complexidade, com destaque para: 
• Noção de Algoritmos. 
• Pseudo Linguagem. 
• Estrutura de um Programa. 
• Tipos Primitivos para representação de Dados e Variáveis. 
• Operadores Aritméticos, Lógicos e relacionais. 
• Características do ambiente de desenvolvimento C. 
Passo 3 (Equipe) 
Realizar as seguintes atividades: 
1. Desenvolver uma função matemática que resuma o cálculo do peso teórico de uma 
Bobina Filha. Fórmula: 
Peso = Largura x (Diâmetro externo / 1000) x Peso por metro linear: 
i. Peso = 660 x (1000 / 1000) x 0,610; 
ii. Peso = 660 x 1 x 0,610; 
iii. Peso = 402,60 � 403 Kg; 
 
Engenharia Mecânica - 1ª Série - Algoritmos e Programação 
 
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a. Bobinas com Diâmetro total externo de 1000 mm peso por metro linear 0,610: 
iv. Exemplo Largura de 660 peso igual a 403 Kg; 
b. Bobinas com Diâmetro total externo de 1150 mm peso por metro linear 0,678: 
v. Exemplo Largura de 660 peso igual a 515 Kg; 
c. Bobinas com Diâmetro total externo de 1200 mm peso por metro linear 0,725: 
vi. Exemplo Largura de 660 peso igual a 574 Kg; 
d. Bobinas com Diâmetro total externo de 1500 mm peso por metro linear 0,933: 
vii. Exemplo Largura de 660 peso igual a 924 Kg. 
 
2. Descrever as variáveis que armazenarão as informações que serão solicitadas para que o 
cálculo do peso teórico possa ser realizado. Exemplo: 
• float PesoTeorico; 
• int largura, comprimento; 
Passo 4 (Equipe) 
Elaborar e entregar ao professor um relatório com o nome 
Relatório 1 - Conceitos Fundamentais de Programação contendo as atividades 
desenvolvidas nos passos anteriores desta etapa. 
ETAPA 2 (tempo para realização: 6 horas) 
� Aula-tema: Programação Estruturada. 
Esta atividade é importante para que você conheça os conceitos aplicados na 
Programação Estruturada. São trabalhados os conceitos de Desenvolvimento de Algoritmos e 
Estruturas de Controle. 
Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos. 
PASSOS 
Passo 1 (Aluno) 
1. Fazer a leitura individual de: Introdução à Programação de Computadores para Cursos de 
Engenharia e de Automação. Disponível em: 
<https://docs.google.com/a/aedu.com/file/d/0Bx2ZnHfyWt9QMnFjLXd4OHZ3V28/p
review>. Acesso em: 17 set. 2012. Buscar compreender os princípios do Desenvolvimento 
de Algoritmos e Estruturas de Controle. 
2. Fazer a leitura individual dos capítulos 2: Operadores, 3: Laços e 4: Comandos de Decisão do 
livro texto da disciplina de Algoritmos e Programação (MIZRAHI, Victorine Viviane. 
Treinamento em Linguagem C. 1ª ed. São Paulo: Pearson, 2007. p. 27 a 105) focando a leitura 
em Definição dos Operadores, Comandos de Desvio de Fluxo e Repetição Condicional. 
Passo 2 (Equipe) 
Fazer a discussão do conteúdo do texto lido, e registrar as informações pertinentes que serão 
utilizadas para produzir relatório com programas e análises de qualidade e complexidade, 
com destaque para: 
Engenharia Mecânica - 1ª Série - Algoritmos e Programação 
 
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• Desenvolvimento de Algoritmo utilizando a Linguagem C. 
• Aplicação dos conceitos de Estrutura de Controle para análise de condições. 
• Desenvolvimento de Laços de Repetição. 
Passo 3 (Equipe) 
Utilizar os conceitos de Algoritmos, desenvolver um algoritmo em Linguagem C que seja 
capaz de realizar a conjugação baseada nos parâmetros e fazer o cálculo de aproveitamento 
da Bobina Jumbo: 
a. Criar uma função para receber os pedidos: quantidade em quilos, largura das bobinas 
e altura das bobinas (unidade de medida milímetros). 
b. Criar uma função que combine a informação de largura de todos os pedidos 
informados e resulte em um valor que determine qual o total que será usado da 
Bobina Jumbo. 
c. Apresentar o volume de produção necessário para atendimento dos pedidos 
recebidos. Exemplo: 
 float nBobinasJumbo = somaQuantidadePedido / PesoBobinaJumbo; 
 printf("O número de Bobinas Jumbo com 2.450 mm e' %.2f", nBobinasJumbo); 
 
d. Apresentar o usuário da largura total que será utilizada da Bobina Jumbo. A largura 
total será a soma de todas as larguras dos pedidos que foram informados pelo usuário. 
Exemplo: 
printf("A largura total utilizada e' %.2f", totalLarguraBobinasFilhas); 
 
e. Informar ao usuário a porcentagem da bobina jumbo que não será utilizada. Esta 
informação é o Total de Perda Comercial (Refugo Comercial). O usuário deverá ser 
consultado se está conjugação será aprovada ou se será descartada, sendo assim o 
pedido não será aceito para produção. 
Exemplo: 
 float perdaComercial = 1-(totalLarguraBobinasFilhas / 2450); 
 printf("O número de Bobinas Jumbo com 2.450 mm e' %.2f /%", nBobinasJumbo); 
Passo 4 (Equipe) 
Elaborar e entregar ao professor um relatório com o nome 
Relatório 2 – Programação Estruturada contendo as atividades desenvolvidas nos passos 
anteriores desta etapa. 
ETAPA 3 (tempo para realização: 5 horas) 
� Aula-tema: Vetores e Matrizes. Modularização. 
Esta atividade é importante para que você conheça os conceitos de vetores, matrizes, 
operação com vetores e matrizes, conceitos de modularização de programas através de 
funções. 
Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos. 
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PASSOS 
Passo 1 (Aluno) 
1. Fazer a leitura individual de: Tipos Estruturados. Disponível em: 
<https://docs.google.com/a/aedu.com/file/d/0Bx2ZnHfyWt9QN1JyTy0xaU9tVTA/pr
eview>. Acesso em: 17 set. 2012. Buscar compreender os princípios de utilização e 
operação de Vetores e Matrizes. 
2. Fazer a leitura individual de: Introdução à Programação de Computadores para Cursos de 
Engenharia e de Automação.Disponível em: 
<https://docs.google.com/a/aedu.com/file/d/0Bx2ZnHfyWt9QRTM1bVBOYllSYlk/pr
eview>. Acesso em: 17 set. 2012. Buscar compreender os princípios de Modularização e 
Decomposição de Programas. 
3. Fazer a leitura individual dos capítulos 5: Funções e 7: Matrizes e Strings do livro texto da 
disciplina de Algoritmos e Programação (MIZRAHI, Victorine Viviane. Treinamento em 
Linguagem C. 1ª ed. São Paulo: Pearson, 2007. p. 106 a 155; p. 185 a 215) focando a leitura 
em Modularização de programas, Declaração de Funções e Declaração de Matrizes. 
Passo 2 (Equipe) 
Fazer a discussão do conteúdo do texto lido e registrar as informações pertinentes, para 
serem utilizadas na produção do relatório, com programas e análises de qualidade e 
complexidade, com destaque para: 
• Definição de Vetores e a sua utilização na solução de problemas de armazenamento de 
valores de mesmo tipo. 
• Implementação de Vetores e Matrizes em Linguagem C. 
• Vantagens e Limitações da utilização de Vetores e Matrizes. 
• Modularização e Decomposição de Programas. 
• Passagem de parâmetros para Funções. 
Passo 3 (Equipe) 
Utilizar os conceitos de Vetores e Funções: 
1. Modificar a solução implementada na Etapa 2 para que manipule os dados por meio de 
vetores. 
• Criar uma matriz para armazenagem dos dados do pedido do cliente. 
• Criar um Vetor para armazenar a sequencia de corte das bobinas dos pedidos. 
 
2. Modularizar seu programa criando as seguintes funções 
• Leitura dos dados de pedido. 
• Armazenagem dos dados em vetores. 
• Otimização do corte da Bobina Jumbo. 
• Cálculo da largura utilizada da Bobina Jumbo. 
• Apresentação dos resultados do processo de otimização do corte da Bobina 
Jumbo. 
• Impressão dos resultados de otimização: largura em milímetros utilizada e 
porcentagem de utilização da área total da Bobina Jumbo. 
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Passo 4 (Equipe) 
Elaborar e entregar ao professor um relatório com o nome 
Relatório 3 – Vetores e Matrizes. Modularização contendo as atividades desenvolvidas nos 
passos anteriores desta etapa. 
ETAPA 4 (tempo para realização: 5 horas) 
� Aula-tema: Strings e Funções de Manipulação. Tipos Estruturados (Registros). 
Esta atividade é importante para que você conheça os conceitos de Strings e Estruturas 
e possa implementar uma solução mais elaborada para o problema do desafio, no que tange 
a organização dos dados representados. 
Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos. 
PASSOS 
Passo 1 (Aluno) 
1. Fazer a leitura individual dos capítulos 7: Matrizes e Strings e 9: Estruturas do livro texto 
da disciplina de Algoritmos e Programação (MIZRAHI, Victorine Viviane. Treinamento em 
Linguagem C. 1ª ed. São Paulo: Pearson, 2007. p. 106 a 155; p. 215 a 236) focando a leitura 
em Declaração de Strings, Construção de Registros e Manipulação de Registros. 
2. Fazer a leitura individual de: Linguagem C - Notas de Aula. Disponível em 
<http://www.inf.ufpr.br/nicolui/grad/ci067/Docs/NotasAula/notas-
27_Estruturas.html>. Disponível também no Google Docs em: 
<https://docs.google.com/open?id=0B9e1nJ9U5ACjcTFWUVNmbVdOZXc>. Acessos 
em: 18 set. 2012. Buscar compreender os conceitos fundamentais de Estruturas. 
Passo 2 (Equipe) 
Fazer a discussão do conteúdo do texto lido que será utilizado para produzir o relatório com 
programas e análises de qualidade e complexidade, com destaque para: 
• Representação de Strings em Linguagem C. 
• Manipulação de Strings: Funções nativas da Linguagem C. 
• Definição de Estruturas. 
• Construção e Implementação de Estruturas em Linguagem C. 
• Modelagem e utilização de Funções que manipulam Estruturas. 
Passo 3 (Equipe) 
Adotar o conceito visto nas aulas de Algoritmos e Programação e as leituras realizadas, 
implementar uma solução que integre todos os passos anteriores, considerar: 
1. Conceitualmente todos os candidatos a se tornarem uma estrutura, exemplo, Bobina 
Jumbo. 
2. Vetores de estruturas que considerem as informações anteriormente descritas em vetores 
separados. Exemplo: 
• Vetor para armazenagem dos dados do pedido do cliente (struct 
pedidoCliente{...};) 
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3. Modularizar o seu programa criando as seguintes funções para manipulação de 
estruturas (registros). 
• Escrita dos dados de pedido. 
• Escrita dos dados de cliente. 
• Escrita dos dados de sequência de corte. 
• Impressão dos dados de pedido. 
• Impressão dos dados de cliente. 
• Impressão dos dados de sequencia de corte. 
As demais funções elaboradas na Etapa 3 devem ser mantidas. 
Passo 4 (Equipe) 
Elaborar e entregar ao professor um relatório com o nome 
Relatório 4 – Strings e Tipos Estruturados(Registros) contendo as atividades desenvolvidas 
nos passos anteriores desta etapa. 
Livro Texto da disciplina: 
 
MIZRAHI, Victorine Viviane. Treinamento em Linguagem C. 1ª ed. São Paulo: Pearson, 2007.